Тема: ручная формовка в опоках. Почвенная формовка

ЛЕКЦИЯ 4.

План лекции

1. Почвенная формовка.

2. Ручная формовка в опоках.

3. Разновидности процессов формовки.

Формовкой в почве называют процесс изготовления форм на земляном плацу формовочного отделения. Открытая почвенная формовка применяется для неответственных отливок с плоской верхней стороной (рис. 8, а). Работа начинается с приготовления постели. Для этого на формовочном плацу роют яму, диаметр которой немного больше размера проекции модели, а глубина больше высоты модели (примерно на длину лопаты).

Рис. 8. Почвенная формовка

В приготовленную яму укладывается ровным слоем кокс 1 (твердая по- стель), а на него – оставшаяся от вскапывания ямы земля 2, обычно представ- ляющая собой старый формовочный материал. Коксовая постель подготавли- вается для лучшего удаления из формы газов, выделяющихся при отливке. Для этой же цели и лучшего охлаждения отливки в постель можно уклады- вать трубы 4 и накалывать каналы 3.

При отливках небольшой толщины (например, плиты), которые не вы- деляют на единицу горизонтальной поверхности модели значительного коли- чества газов, можно сделать мягкую постель вместо коксовой.

На подготовленную постель 1 (рис. 8, б) кладут модель 3 лицевой сто-

роной книзу и несколькими ударами деревянного молотка осторожно осажи- вают ее. Горизонтальность верхней плоскости осаженной модели проверяют уровнем. По бокам до верхней кромки модель обкладывают формовочной смесью и утрамбовывают. Смесь зачищают в уровень с моделью, а поверх- ность заглаживают, затем вырезают литниковое углубление под чашу и от не- го прорезают канал для прохода металла в форму 4. На противоположной стороне модели проделывается такой же канал с приямком 2 для слива из формы лишнего металла. Для повышения газопроницаемости уплотненной смеси изогнутым душником накалывают каналы 7. После выемки модели и отделки форму припыливают и заливают металлом через литниковую чашу 5, выполняемую в небольшой приставной опоке 6 или стержне. При этом по- верхность залитого металла сразу же посыпают слоем мелкого древесно- угольного порошка и поверх него сухой землей.

Для получения крупных и тяжелых отливок применяется закрытая поч- венная формовка, при которой верхняя часть отливки получается в опоке, а нижняя – в твердой постели (рис. 8, в). При этом способе после окончательно- го осаживания модели плоскости разъема формы приглаживают и присыпают

сухим разделительным песком. Затем модель накрывают опокой 1, устанав- ливают модели стояка и выпора и набивают формовочной смесью верхнюю часть формы 2.

После набивки опоки и накалывания в ней вентиляционных каналов 3 прорезают литниковую чашу 4 и вытаскивают модели стояков и выпоров. За- тем верхнюю опоку снимают, удаляют модель, отделывают форму, углы и выступающие места укрепляют шпильками (прошпиливают), посыпают угольным порошком и нижнюю часть формы накрывают верхней опокой. Во избежание перекосов верхнюю опоку устанавливают по направляющим ко- лышкам 5, которые вбивают в постель еще до начала формовки верхней опо- ки. Собранная форма нагружается, и затем полость формы 7 заливается жид- ким металлом. Вывод газов осуществляется по трубам 6.

Формовка по шаблону. При изготовлении индивидуальных отливок иногда технически целесообразно и экономически выгодно применять шаб- лоны (рис. 9).

Шаблон представляет собой доску, имеющую металлическую окантов-

ку по профилю, соответствующему получаемой форме.

После установления стального шпинделя (оси) 1 с надетым на него шаблоном I насыпают вокруг опоры постель 4 и для выхода газов проклады- вают наружу газоотводную трубу 3. Затем сверху кладут формовочную смесь

2 соответственно форме шаблона и утрамбовывают ее. Поворачивая шаблон и снимая излишек смеси, получают поверхность земляной модели, соответст- вующую наружной поверхности отливки (рис. 9, а). Эту поверхность посы- пают разделительным песком или покрывают тонкой бумагой, сверху накла- дывают опоку 5, устанавливают модель литника и заформовывают опоку (рис. 9, б). После набивки и снятия опоки на шпиндель надевают шаблон II

для получения выемки, соответствующей внутренней поверхности отливки

(рис. 9, в).

Рис. 9. Формовка по шаблону вращения

После изготовления нижней части формы шпиндель убирается, а отвер- стие заделывается землей. Опокой 5 перекрывают нижнюю часть формы и производят заливку (рис. 9, г).

В зависимости от конфигурации и размера отливок, а также от количе- ства, изготовляемых отливок ручная формовка может выполняться несколь- кими – способами.

Формовка по скелетной модели. Формовка по скелетной модели – фор- мовка для крупногабаритных отливок, представляющая собой комбинацию формовки по модели и формовки по протяжному шаблону (рис. 10). Скелет- ную модель, толщина стенок которой равна толщине стенок будущей отлив- ки, заформовывают в почве. Отделывают внутреннюю поверхность формы и застилают бумагой. По полученному своеобразному стержневому ящику из- готовляют стержень, верхняя часть которого зачищают шаблоном.

Затем снимают верхнюю часть модели, вынимают стержень и тем же шаблоном удаляют смесь между брусками в нижней модели. Извлекают ниж- нюю часть модели, форму отделывают и выполняют литниковую систему.

Формовка в двух опоках производится как по цельной, так и по разъем- ной модели и очень широко распространена в литейных цехах машинострои- тельных заводов. Если модели мелкие, их можно формовать в одной опоке сразу по несколько штук. При этом расстояние между отдельными моделями берется 20-25 мм и от края опок 20-30 мм. Отливку обычно размещают в нижней опоке, а каналы литниковой системы и выпоры в верхней.

Рис. 10. Схема формовки по скелетным моделям:

I – отделка внутренней поверхности формы; II – формовка стержня; III – отделка стержня; IV – отделка внешней поверхности формы; 1, 2 – шаблоны

Формовка по цельной модели в двух опоках. Формовка (рис. 11) выпол- няется следующим образом. Модель очищают от формовочной смеси, припы- ливают и кладут гладкой поверхностью на подмодельную доску (рис. 11, г). Затем на нее ставят нижнюю опоку, через сито насеивают слой облицовочной смеси, после чего в несколько приемов слоями толщиной до 50-70 мм засы- пают наполнительную смесь и утрамбовывают ее.

Излишек смеси сверху опоки срезают линейкой и делают душником на- колы 1, не доходящие до модели на 10-15 мм (рис. 11, д). Набитую нижнюю опоку поворачивают на 180о, плоскость разъема опок заглаживают гладилкой, посыпают разделительным песком и модель накрывают верхней опокой.

После этого в верхней опоке размещают модели стояка и выпоров с та-

ким расчетом, чтобы они были достаточно удалены от стенок и крестовин опоки (рис. 11, е). После уплотнения смеси в верхней опоке и извлечения из формы модели стояка и выпоров опоку поднимают и кладут на ребро или по- ворачивают на 180о. Если не применяют модели питателей и шлакоуловите- лей, литниковые каналы прорезают вручную до момента извлечения модели из формы. После удаления модели форму исправляют, обдувают и припыли-

вают; при необходимости ставят стержни. Затем верхнюю опоку по штырям осторожно устанавливают на нижнюю (рис. 11, ж).

Точное центрирование при спаривании опок производится с помощью контрольных штырей, вставляемых в отверстия центрирующих ушков. Разли- чают два способа спаривания опок – «штырем» или «на штырь». В первом случае штыри вставляются в ушки верхней опоки и при сборке формы прохо- дят в отверстия втулок нижней опоки. При сборке «на штырь» контрольные штыри удерживаются в ушках нижней опоки, а верхняя опока «садится» на штыри своими центрирующими отверстиями. В условиях серийного и массо- вого производства этот способ наиболее распространен. Во избежание про- рыва металла через плоскость разъема во время заливки опоки скрепляются металлическими скобами. Центрирующие штыри после спаривания опок вы- нимают и используют для центровки следующей пары опок.

Формовка в двух опоках по разъемной модели. При формовке в двух опоках по разъемной модели (рис. 12) на модельную плиту устанавливают

нижнюю часть модели лицевой стороной кверху и на эту же доску ставят нижнюю опоку ушками книзу. Модель, предварительно протертую кероси- ном, припудривают модельной пудрой и засеивают тонким слоем (15-20 мм) облицовочной смеси. Затем заполняют опоку наполнительной смесью и ут- рамбовывают вначале клиновой трамбовкой по углам, а затем плоской по всей поверхности. Набитую опоку накалывают душником, переворачивают на

180° и ставят на выровненную площадку на плацу.

Рис. 11. Формовка в двух опоках по цельной модели:

а – отливка; б – модель; в – стержень; г, д, е, ж – операции формовки

Рис. 12. Форма для изготовления шкива, выполненная в двух опоках:

а – деталь; б, в, г, д – операции изготовления формы; е – модель; ж – собранная форма

На нижнюю половину модели по центрирующим штырям устанавлива-

ют верхнюю половину, и плоскость разъема формы посыпают сухим раздели-

тельным песком.

Затем на нижнюю опоку ставят верхнюю, припудривают модель, уста- навливают модели литников и выпора и заформовывают верхнюю опоку в та- ком же порядке, как нижнюю. После набивки верхней опоки и накалывания в ней вентиляционных каналов вытаскивают из верхней опоки модель стояка и выпоров и расширяют верхнюю часть стояка в виде литниковой чаши.

Затем снимают верхнюю опоку, устанавливают ее плоскостью разъема вверх, прорезают питатели на нижней полуформе и смачивают кромки обеих полуформ в местах соприкосновения их с половинками моделей для преду- преждения осыпания формовочной смеси при выемке модели. После этого вынимают подъемником модели из формы, исправляют возможные повреж- дения, припыливают и приглаживают поверхности, устанавливают стержень и, наконец, собирают форму для заливки, опустив верхнюю опоку на ниж- нюю по направляющим штырям.

Модели сложных отливок иногда требуют большого количества плос-

костей разъема, так как при одной плоскости удаление отдельных частей мо-

дели невозможно.

В этом случае применяют формовку в трех или более опоках.

Формовка с подрезкой. Применяется для изготовления отливок по не- разъемной модели со сложной или криволинейной конфигурацией. Пример формовки с подрезкой показан на рис. 13. Модель кладут плоскостью разъема на подмодельный щиток и заформовывают в нижней опоке (рис. 13, в). Затем нижнюю опоку поворачивают на 180о и при помощи ланцета – или гладилки подрезают плоскость разъема (рис. 13, г), т.е. выбирают формовочную смесь по периметру модели так, чтобы ее можно было извлечь без нарушения фор- мы. Подрезать необходимо до частей модели, мешающих свободному удале- нию ее из формы. После подрезки в форме получается выемка, стенки кото- рой делаются пологими, чтобы земляной выступ (земляной болван), обра- зующийся при изготовлении верхней полу формы, легче вынимался.

Плоскость разъема заглаживают и посыпают разделительным песком. Далее на нижнюю опоку ставят верхнюю, устанавливают модели литниковой системы и производят набивку верхней опоки. Формовку верхней полуформы производят обычным способом. При съеме верхней опоки необходимо со- блюдать осторожность, чтобы земляной болван, образованный контуром под- резки, не обвалился. Затем модель из нижней опоки удаляют, форму отделы- вают и собирают для заливки (рис. 13, д).

Метод формовки с подрезкой применяется при изготовлении небольшо-

го количества отливок.

Формовка с фальшивой опокой. Формовка с фальшивой опокой являет- ся разновидностью формовки с подрезкой. Фальшивая опока служит фасон- ным подмодельным щитком и участвует только в процессе формовки.

Процесс формовки с применением фальшивой опоки (рис. 14) заключа-

ется в следующем. На подмодельный щиток ставят опоку, насыпают в нее формовочную смесь и плотно набивают. Излишек смеси срезают линейкой, опоку поворачивают на 180о и кладут разъёмом кверху. Поверхность разъема заглаживают, в форме делают углубление, подобное очертаниям модели, в которое легкими ударами деревянного молотка в несколько приемов осажи- вают модель (рис. 14, б), затем расталкивают ее и вынимают. Поверхность

отпечатка модели посыпают разделительным песком, после чего модель сно- ва укладывают в форму. На эту так называемую фальшивую опоку устанав- ливают опоку низа, в которой производят формовку нижней полуформы (рис 14, в) После набивки обе опоки поворачивают на 180о и снимают фаль- шивую опоку. Модель при этом остается в нижней опоке (рис. 14, г). Даль- нейший процесс изготовления формы осуществляется как обычно (рис. 14, д).

Рис. 13. Формовка с подрезкой:

а – деталь; б – модель; в, г, д – операции формовки

Для большой партии отливок фальшивую опоку делают из гипса, глины или других прочных материалов, и она служит в качестве фигурного подмо- дельного щитка.

Формовка по модели с отъемными частями. Способ формовки по мо- дели с отъемными частями почти не отличается от ранее описанных спосо- бов. На рис. 15 показана формовка по модели с отъемными частями, укреп- ленными на шпильках.

Модель ставится на подмодельный щиток, накрывается опокой и наби- вается формовочной смесью (рис. 15, б). При набивке формы необходимо ос- торожно уплотнять смесь около отъемных частей модели, чтобы их не сме- стить. После этого шпильки 1 вытаскивают, опоку поворачивают на 180о (рис 15, в). Затем на опоку низа устанавливают верхнюю опоку, формовочную

смесь вокруг отъемных частей 2 осторожно уплотняют, шпильки вынимают из формы и заканчивают набивку (рис. 15, г). После извлечения модели и отъ- емных частей форму отделывают и собирают для заливки (рис. 15, д).

Рис. 14. Формовка с фальшивой опокой:

а – деталь; б, в, г – операции формовки

Рис. 15. Формовка по модели с отъемными частями:

а – деталь; б, в, г, д – операции формовки

Формовка в стержнях. Применяется для изготовления отливок слож- ной конфигурации (ребристые цилиндры, турбины, коленчатые валы), а так- же отливок, требующих повышенной точности и чистоты поверхности. Для этого форма собирается из отдельных частей (сухих стержней), которые скрепляются между собой с помощью струбцин или специальных зажимов.

Иногда сборку стержней производят в специальных жакетах. Жакетная

формовка позволяет получать отливки с чистыми поверхностями без пригара и с минимальными припусками на обработку. Этот способ упрощает опера- цию производства отливок, так как при нем полностью исключается комплекс операций по приготовлению формовочной смеси. Кроме того, при изготовле- нии стержней по прогрессивной технологии, например из быстросохнущих смесей, с отвердеванием стержней непосредственно в стержневых ящиках, отпадает необходимость в сушке стержней.

Для устранения пригара поверхность стержней перед сборкой окраши- вается быстросохнущей краской. Однако, несмотря на эти преимущества, способ формовки в стержнях может оказаться сравнительно дорогим. Поэто- му при решении вопроса о его применении нужно учитывать экономическую целесообразность.

Рассмотренные выше процессы изготовления форм связаны с необхо- димостью набивки формовочных смесей в опоки и их дополнительного уп- лотнения. Кроме низкой производительности этот процесс связан с тяжелым физическим трудом рабочих-формовщиков.

Формовка по модели с перекидным «болваном». Способ формовки по

разъемной модели с глубокими внешними или внутренними полостями и впадинами, оформляемые без стержней с «болваном» (рис. 16). Способ при- меняют при единичном и мелкосерийном производстве с целью уменьшения затрат на изготовление стержневой оснастки.

Рис. 16. Схема формовки по модели с перекидным «болваном»:

а – деталь; б, в, г, д, г – этапы формовки

Контрольные вопросы.

1. Перечислите способы ручного изготовления форм в опоках.

2. Укажите последовательность операций при изготовлении формы в одной и двух опоках по неразъемной модели.

3. Перечислите последовательность операций при изготовлении формы в двух опоках по разъемной модели.

4. Каковы особенности изготовления форм с песчаным болваном?

5. Укажите последовательность операций при изготовлении форм по моделям с отъемными частями.

6. Каковы цели и особенности изготовления форм с применением под-

резки?

7. Каковы цели и особенности изготовления форм с применением фальшивой опоки?

8. Укажите последовательность операций при изготовлении форм с пе-

рекидным болваном.

9. Что называют почвенной формовкой? Назовите виды формовки в почве.

Дата добавления: 2014-01-07